一種煙羽排放檢測激光雷達系統的制作方法

本發明涉及煙羽檢測技術領域，具體為一種煙羽排放檢測激光雷達系統。

背景技術：

煙羽就是指從工廠煙囪中連續排放出來的煙體，因為外形呈羽毛狀，從而得名，因為煙羽為排放氣體，所以煙羽中會含有不同大小的顆粒狀污染物，所以我們需要對工廠煙囪中排除的煙羽進行排放前的檢測。

對于煙羽的檢測，主要是對其濃度和顆粒物物質種類的檢測，目前直接測量方法主要有人眼觀測和數字攝像方法：人眼觀測隨機性大，這種方法缺點顯而易見，肉眼觀測主觀誤差不可避免；數字攝像方法，這種方法通過比較煙羽穿過前后的攝像圖片的光強變化來判斷不透光度，但這種方法對實際光輻射傳輸過程，尤其是顆粒物散射消光過程作了過多簡化，影響了結果可靠性。

現有技術中公開了公開號為CN201510145580.8的中國發明專利“無組織排放顆粒物煙羽不透光度的激光測量方法和裝置”，其通過煙羽對激光的透光度來進行煙羽的濃度測量計算，但是該發明存在以下幾點較為明顯的缺陷：1、通過此種方法對煙羽進行測量，需要重復測量多次才可以盡可能的減少誤差，但是重復測量會導致時間的浪費；2、通過單一的激光器射出的激光對煙羽進行透光度檢測，無法很好的對煙羽內部顆粒物的物質種類進行測量，使得檢測不全面；3、使用該裝置對煙羽進行檢測，如果煙羽檢測不符合排放標準，其無法很好的控制煙羽的排放。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種煙羽排放檢測激光雷達系統，以解決上述背景技術中提出的問題。所述煙羽排放檢測激光雷達系統通過激光與光接收機組成的激光雷達系統來對煙囪排出的煙羽進行檢測，可以同時完成多組測量，然后對其取平均值，能夠在減小測量誤差的同時節約測量時間，并且利用不同顆粒物對不同波長光的吸收率不一樣，從而能夠推算出煙羽內的顆粒物種類，十分有效，本發明通過智能控制，減輕了人工勞動力，而且操作簡單。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種煙羽排放檢測激光雷達系統，包括箱體、激光器、光接收機和步進電機，所述箱體開設有與煙囪插接配合的凹槽，所述箱體在凹槽遠離煙囪一側貫通開設有排放孔；

所述排放孔一側開設有安裝槽，所述安裝槽內設置有若干激光器，所述激光器之間通過安裝柱相互固定并固定于安裝槽底壁上，所述安裝槽靠近排放孔一端固定有透光板；

所述排放孔的側壁上固定有光接收機，所述光接收機與激光器呈對應設置，所述光接收機通過電纜與計算機相連；

所述排放孔遠離凹槽一端活動設置有蓋板，所述箱體外壁在蓋板一側固定有固定柱，所述固定柱靠近蓋板一側側壁上固定有步進電機，所述步進電機的輸出軸通過鏈條與蓋板固定連接；

所述固定柱上還設置有集成電路板，所述集成電路板上設置有單片機以及與單片機I/O引腳連接的WIFI接收器，所述單片機與步進電機電性連接，所述WIFI接收器與計算機通過無線信號連接。

優選的，所述箱體內還開設有輔助排氣孔，所述輔助排氣孔一端與排放孔相通且另一端連接有通氣閥。

優選的，所述蓋板與箱體外壁活動連接的表面設置有密封層。

優選的，所述透光板為平面玻璃。

優選的，所述激光器設置有不少于兩組，且激光器均處于同一豎直平面內，所述激光器出射光線與透光板呈垂直設置。

優選的，每個所述激光器的出射光線顏色均不相同。

優選的，所述蓋板四周設置有擋板，所述擋板固定于箱體外側壁上，且所述擋板靠近蓋板一側側壁與蓋板活動連接，擋板中貫通開設有調節孔。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明通過激光與光接收機組成的激光雷達系統來對煙囪排出的煙羽進行檢測，在箱體內垂直的設置多組激光器，激光器發出光照穿過煙羽區并且到達光接收機，在沒有煙羽的時候先進行一次光照強度測定，然后通入煙羽之后，對煙羽遮擋完的光照強度進行測量，通過光強的減弱率，從而計算得到煙羽的透光度，然后得到煙羽的顆粒物濃度。

本發明中激光器設置有多組，可以同時完成多組測量，然后對其取平均值，能夠在減小測量誤差的同時節約測量時間，并且每個激光器發出的單一光束均為顏色不同的可見光，利用不同顆粒物對不同波長光的吸收率不一樣，再通過每個對應的光接收機內測得的光照強度，從而能夠推算出煙羽內的顆粒物種類，十分有效。

本發明中的激光雷達系統通過光接收機與計算機的連接，使得測量數據能夠實時的傳輸到計算機中，然后通過計算機程序的計算來判斷煙羽濃度是否符合排放標準，如果達到排放標準，通過計算機來控制單片機實現步進電機的運動，從而將蓋板拉起，將排放孔打開，完成煙羽的排放，如果沒達到排放標準，計算機就不會將蓋板打開，防止不符合規定的煙羽氣體排放到大氣中，通過智能控制，減輕了人工勞動力，而且操作簡單。

附圖說明

圖1為本發明的結構剖視圖；

圖2為本發明的俯視半剖圖；

圖3為本發明的一個實施例中的單片機電路連接圖；

圖4為本發明的系統流程框圖。

圖中：1箱體、2凹槽、21煙囪、3排放孔、4安裝槽、5激光器、6安裝柱、7透光板、8光接收機、9蓋板、10固定柱、11步進電機、12鏈條、13集成電路板、14輔助排氣孔、15通氣閥、16擋板、17調節孔。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1-4，本發明提供一種技術方案：

一種煙羽排放檢測激光雷達系統，包括箱體1、激光器5、光接收機8和步進電機11，箱體1開設有與煙囪21插接配合的凹槽2，凹槽2套接在煙囪21上，使煙囪21中排放出的煙羽直接進入到箱體1內，不會發生泄漏，箱體1在凹槽2遠離煙囪21一側貫通開設有排放孔3，排放孔3的寬度小于凹槽2的寬度，就相當于在排放孔3處形成了一個凸臺，正好與煙囪21配合，煙羽從煙囪21排放出來后，進入到排放孔3內，排放孔3不光起到排放煙羽的作用，而且還相當于激光檢測煙羽的發生器。

排放孔3一側開設有安裝槽4，安裝槽4從排放孔3側壁上開設，安裝槽4內設置有若干激光器5，激光器5就安裝在安裝槽4內，激光器5用來發射激光束，對排放孔3的煙羽進行檢查，激光器5設置有不少于兩組，多組設置可以同時對煙羽進行檢測，節約時間，并且取其測量平均值，提高檢測準確度。

激光器5均處于同一豎直平面內，使得激光器5的安裝結構更加緊湊，也就使得安裝槽4的設置更加簡單，激光器5出射光線與透光板7呈垂直設置，這種設置就可以很好的防止激光束在照射到透光板7上之后發射反射現象，很好的減少光照損耗。

激光器5之間通過安裝柱6相互固定并固定于安裝槽4底壁上，使激光器5不會發生相對移動，測量更加簡便準確，每個激光器5的出射光線顏色均不相同，利用不同顆粒物對不同波長光的吸收率不一樣，再通過每個對應的光接收機內測得的光照強度，從而能夠推算出煙羽內的顆粒物種類，非常有效，安裝槽4靠近排放孔3一端固定有透光板7，透光板7為平面玻璃，透光板7選用平面玻璃，可以防止激光束發生其它光學現象，例如使用凹面鏡時會使光束匯聚，造成無法檢測煙羽情況發生。

排放孔3的側壁上固定有光接收機8，光接收機8與激光器5呈對應設置，光接收機8的組成部分光探測器就是用來接收激光器5發出的激光束，當光探測器的光接收面與激光器5的激光束相互對應之后，就可以保證激光器5射出的激光束能夠很好的被光接收機8接收，光接收機8通過電纜與計算機相連，使得計算機可以實時的接收到來自光接收機8的檢測數據，然后計算機通過透光強度有關程序進行煙羽濃度的計算，從而得到煙羽的濃度。

排放孔3遠離凹槽2一端活動設置有蓋板9，蓋板9用來堵住排放孔3，蓋板9與箱體1外壁活動連接的表面設置有密封層，可以在蓋板9發揮堵塞作用時更好的密封排放孔3，防止煙羽發生泄漏，箱體1外壁在蓋板9一側固定有固定柱10，固定柱10靠近蓋板9一側側壁上固定有步進電機11，步進電機11用來配合蓋板9的打開與關閉，可以通過步進電機11輸出軸上套設的鏈條12與蓋板9之間的固定連接實現，當步進電機11運動，帶動鏈條12繞著輸出軸卷動，從而拉住蓋板9完成蓋板9的上升運動，然后打開排放孔3實現排放功能。

蓋板9四周設置有擋板16，擋板16用來配合蓋板9使用，擋板16固定于箱體1外側壁上，且擋板16靠近蓋板9一側側壁與蓋板9活動連接，擋板16中貫通開設有調節孔17，當蓋板9被鏈條12拉升起來后，隨著蓋板9的上升，慢慢的一個一個的打開調節孔17與排放孔3的連通，實現分級調控排放孔3向外排放煙羽的排放速率，非常方便。

固定柱10上還設置有集成電路板13，集成電路板13焊接在固定柱10上，集成電路板13上設置有單片機以及與單片機I/O引腳連接的WIFI接收器，單片機選用AT89C51型號，單片機的任一一個I/O引腳均可以實現與WIFI接收器的連接，單片機與步進電機11電性連接，單片機的輸出信號用來驅動步進電機11的運動，步進電機11選用42BYG型混合式步進電機，在AT89C51型單片機與步進電機11之間通過高耐壓、大電流復合晶體管IC-ULN2003來進行連接，AT89C51單片機的P2.4引腳、P2.5引腳、P2.6引腳和P2.7引腳分別連接于ULN2003的1B引腳、2B引腳、3B引腳和4B引腳，此時ULN2003的1C引腳、2C引腳、3C引腳和4C引腳分別連接于步進電機11的橙色接口、棕色接口、黃色接口以及黑色接口，從而實現單片機對步進電機11的驅動作用，WIFI接收器與計算機通過無線信號連接，使得計算機在計算并且判斷出煙羽是否符合排放標準后，可以通過無線信號發送給與單片機相連的WIFI接收器上，然后對單片機進行控制，也就能夠實現計算機對步進電機11的驅動，本領域普通技術人員可以理解為，實現上述方法實施例的全部或者部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成。

箱體1內還開設有輔助排氣孔14，當煙羽濃度不符合排放標注時，步進電機11也就不會打開蓋板，此時應該立即停止煙羽的發生裝置，但是此時排放孔3內的煙羽氣體無法轉移，可以通過輔助排氣孔14對齊進行回收處理，輔助排氣孔14一端與排放孔3相通且另一端連接有通氣閥15，通氣閥15可以選用單向閥等多種簡單的閥體，當需要回收時，打開通氣閥15，使煙羽從通氣閥15排除，進行處理。

盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。